PL194728B1 - Ściana rurowa i sekcja rurowa w kotle z krążącym złożem fluidalnym - Google Patents

Abstract

1. Sciana rurowa w kotle z krazacym zlozem fluidalnym majaca pokrycie z ogniotrwalego mate- rialu ochronnego, która to sciana rurowa (10) zawiera rury (15) rozmieszczonych równolegle wzgledem siebie tworzac ta sciane, gdzie przynajm- niej jedna strona sciany z rur (15) stanowi sciane wewnetrzna, znamienna tym, ze kazda z rur (15) zawiera górny odcinek (20) majacy pierwsza sredni- ce, boczna strone górnego odcinka (20) tworzaca wewnetrzna sciane okreslajaca obszar spadku cial stalych, oraz zawiera odcinek o zmniejszonej sredni- cy (40) majacy druga srednice, która jest mniejsza od pierwszej srednicy, odcinek ksztaltowy (30) umieszczony pomiedzy i laczacy górny odcinek (20) rury i odcinek rury o zmniejszonej srednicy (40), oraz zawiera membrany pretowe (50) laczace górne od- cinki (20) rur (15) i zawiera elementy ogniotrwale (60) montowane na rurach (15) i pokrywajace przy- najmniej czesc odcinka ksztaltowego (30) i odcinka o zmniejszonej srednicy (40) kazdej rury (15), górna krawedz elementów ogniotrwalych (60) bedacych poza obszarem spadku cial stalych. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Obecny wynalazek ogólnie dotyczy kotłów z krążącym złożem fluidalnym, a szczególnie, nowego i użytecznego jego ukształtowania celem redukcji lub eliminacji erozji przewodów rurowych w wierzchniej powłoce ogniotrwałej w dolnych ścianach pieca, lub w ścianach bocznych lub ścianach działowych.

W kotłach z krążącym złożem fluidalnym, znany jest problem erozji przewodów rurowych w górnej krawędzi wykładziny ogniotrwałej.

W kotle z krążącym złożem fluidalnym, stałe substancje reagujące (aktywne) i niereagujące (nieaktywne) wpływają do wnętrza obudowy przez skierowany ku górze przepływ gazu, który niesie niektóre części stałe do wyjścia reaktora ku jego górnemu wylotowi. Inne, większe części stałe są ponownie wprowadzane do obiegu wewnątrz obudowy reaktora i jako cięższe ciała stałe początkowo niesione ku górze, cofają się w kierunku przeciwnym do przepływu gazu. W zależności od prędkości wznoszącego się strumienia gazu, wznoszenie ciał stałych jest często wolniejsze w chłodniejszych gazach przepływających przez krążące złoże fluidalne stycznie do ścian obudowy i nagrzanych powierzchni przewodzących wewnątrz krążącego złoża fluidalnego, większość ciał stałych opada blisko ścian lub nagrzanych powierzchni.

Ilość opadających ciał stałych stykających się ze ścianami i powierzchniami, wzrasta postępowo ku dołowi krążącego złoża fluidalnego. Gęstość złoża jest większa w dolnych partiach pieca, w rezultacie czego ściany i powierzchnie dolnych obszarów pieca, są narażone na wzrost erozji w wyniku kontaktu z tymi ciałami stałymi.

Następnie, zachodzące reakcje w krążącym złożu fluidalnym powodują zjawisko chemicznej redukcji, przeciwko którym muszą być zabezpieczone ściany i nagrzane powierzchnie. Materiał ochronny (dalej zwany powłoką ogniotrwałą) jest często używany do pokrycia ścian i powierzchni narażonych w dolnych obszarach krążącego złoża fluidalnego. Zamocowanie i instalacja materiału ogniotrwałego jest droga, ponieważ musi być on odporny na wysokie temperatury (przeciętnie pomiędzy 777,8°C -1000°C (1400° -1800°F)), na erozję spowodowaną kontaktem z ciałami stałymi, chemiczną redukcję oraz na produkty ubocznych reakcji spalania. Powłoka ogniotrwała obniża ponadto przewodność cieplną. Z tego powodu, powłoka ta jest stosowana tylko na ścianach i narażonych powierzchniach w dolnych częściach elewacji reaktora, gdzie przewiduje się warunki sprzyjające korozji i erozji. W punkcie gdzie kończy się pokrycie powłoką ogniotrwałą ścian i powierzchni, zdarza się, że występuje na tej nieciągłości erozja metalowych rur tworzących ściany. Erozja ta jest typowa na szerokości w przedziale od 0,635 cm do 7,62 cm (1/4 do 3) w skrajnej warstwie materiału ogniotrwałego ochronnego. Erozja ścian rurowych zawiera się w strefie od 0 do 91,44 cm (od 0 do 36 cali) powyżej powłoki ogniotrwałej.

Jeden ze sposobów zmniejszenia tej erozji opisuje patent US 5 893 340 należący do Belina i innych, w którym ściany obudowy są zagięte do wewnątrz i takie ukształtowanie wypływu strumienia ciał stałych redukuje opadanie tych ciał na powierzchnię, gdzie powłoka ogniotrwała traci swoją ciągłość.

W odmianie tej metody jest umieszczenie pokrycia z materiału zabezpieczającego na rurze na tej nieciągłości materiału ogniotrwałego. Pokrycie ochronne rozpościera się od miejsca poniżej zakończenia powłoki ogniotrwałej do kilku centymetrów (cali) powyżej tej nieciągłości. Niestety to pokrycie ochronne jest narażone na taką samą erozję i musi być ewentualnie wymienione w kosztownej i czasochłonnej operacji wymiany.

Żadna z wcześniejszych metod nie jest jednak w pełni zadowalająca przy eliminacji erozji w pobliżu powłoki ogniotrwałej.

Ściana rurowa w kotle z krążącym złożem fluidalnym mająca pokrycie z ogniotrwałego materiału ochronnego, która to ściana rurowa zawiera rury rozmieszczonych równolegle względem siebie tworząc tą ścianę, gdzie przynajmniej jedna strona ściany z rur stanowi ścianę wewnętrzną, według wynalazku charakteryzuje się tym, że każda z rur zawiera górny odcinek mający pierwszą średnicę, boczną stronę górnego odcinka tworzącą wewnętrzną ścianę określającą obszar spadku ciał stałych, oraz zawiera odcinek o zmniejszonej średnicy mający drugą średnicę, która jest mniejsza od pierwszej średnicy, odcinek kształtowy umieszczony pomiędzy i łączący górny odcinek rury i odcinek rury o zmniejszonej średnicy, oraz zawiera membrany prętowe łączące górne odcinki rur i zawiera elementy ogniotrwałe montowane na rurach i pokrywające przynajmniej część odcinka kształtowego i odcinka o zmniejszonej średnicy każdej rury, górną krawędź elementów ogniotrwałych będących poza obszarem spadku ciał stałych.

PL 194 728 B1

Elementy ogniotrwałe zawierają ukształtowaną powłokę ogniotrwałą umieszczoną na rurach i pokrywającą co najmniej część odcinka kształtowego rury i odcinek o zmniejszonej średnicy rury każdej rury, górną krawędź ukształtowanej powłoki ogniotrwałej będącą poza obszarem spadku ciał stałych.

Korzystnie elementy ogniotrwałe zawierają płytę ogniotrwałą zamontowaną na rurach i przykrywającą co najmniej część odcinka kształtowego rury i odcinek o zmniejszonej średnicy rury każdej rury, górną krawędź płyty ogniotrwałej będącą poza obszarem spadku ciał stałych.

Elementy ogniotrwałe zawierają ukształtowaną powłokę ogniotrwałą dodatkowo z płytą ogniotrwałą.

Ściana ponadto zawiera powłokę odporną na ścieranie na odsłoniętych narażonych częściach rury na odcinku kształtowym rury i poniżej płyty ogniotrwałej.

Ściana zawiera elementy mocujące do przymocowania płyty ogniotrwałej do rur.

Elementy mocujące zawierają pasowaną membranę do połączenia rur ze sobą w odcinku kształtowym rury i w odcinkach o zmniejszonej średnicy i kołki gwintowe i nakrętki jako elementy łączące mocujące płytę ogniotrwałą do elementów w postaci pasowanej membrany.

Korzystnie elementy mocujące zawierają pasowaną membranę i łączą sąsiednie rury w odcinkach kształtowych i odcinkach o zmniejszonej średnicy, i wydłużony występ rozciągający się pionowo od górnej krawędzi płyty ogniotrwałej pomiędzy przylegającymi rurami przynajmniej częściowo między membraną prętową i pasowaną membraną.

Elementy mocujące stanowią przynajmniej jeden zacisk blokujący łączący dolną część płyty ogniotrwałej do niższej ściany membrany łączącej każdą z rur poniżej płyty ogniotrwałej.

Korzystnie elementy ogniotrwałe tworzą powierzchnię ciągłą z płytą ogniotrwałą, przynajmniej na części powierzchni ciągłej leżącej w obszarze spadku ciał stałych.

Płyta ogniotrwała posiada odcinek korpusu i górną część, która zwęża się od korpusu w kierunku górnej krawędzi tej płyty ogniotrwałej.

Ściana korzystnie zawiera wiele pasowanych membran prętowych połączonych między kształtowymi odcinkami rur i odcinkami rur o zmniejszonej średnicy, i wiele górnych i dolnych szczelnych płyt połączonych z odpowiednimi górnymi i dolnymi krawędziami każdej pasowanej membrany prętowej.

Ściana ponadto zawiera niecentryczny odcinek kształtowy rury połączony pomiędzy górnym odcinkiem rury i odcinkiem rury o zmniejszonej średnicy.

Sekcja rurowa w kotle z krążącym złożem fluidalnym mająca pokrycie z ogniotrwałego materiału ochronnego, która to sekcja rurowa zawiera rury rozmieszczone równolegle względem siebie, według wynalazku charakteryzuje się tym, że każda z rur zawiera górny odcinek rury mający pierwszą średnicę, boczną stronę górnego odcinka określającą obszar spadku ciał stałych, oraz zawiera odcinek o zmniejszonej średnicy rury mający drugą średnicę, która jest mniejsza od pierwszej średnicy, odcinek kształtowy rury umieszczony pomiędzy i łączący górny odcinek rury i odcinek rury o zmniejszonej średnicy, oraz zawiera membrany prętowe łączące górne odcinki rur, i zawiera elementy ogniotrwałe montowane na rurach i pokrywające przynajmniej część odcinka kształtowego rury i odcinka o zmniejszonej średnicy rury, górną krawędź elementów ogniotrwałych nierozciągającą się poza obszar spadku ciał stałych.

Elementy ogniotrwałe zawierają ukształtowaną powłokę ogniotrwałą umieszczoną na rurach i pokrywającą co najmniej część odcinka kształtowego rury i odcinek o zmniejszonej średnicy każdej rury, górną krawędź ukształtowanej powłoki ogniotrwałej nierozciągającą się poza obszar spadku ciał stałych.

Elementy ogniotrwałe zawierają płytę ogniotrwałą zamontowaną na rurach i przykrywającą co najmniej część odcinka kształtowego i odcinek o zmniejszonej średnicy każdej rury, górną krawędź płyty ogniotrwałej nierozciągającą się poza obszar spadku ciał stałych.

Korzystnie elementy ogniotrwałe zawierają ukształtowaną powłokę ogniotrwałą dodatkowo z płytą ogniotrwałą.

Sekcja zawiera powłokę odporną na ścieranie na odsłoniętych narażonych częściach rury na odcinku kształtowym rury i poniżej płyty ogniotrwałej.

Sekcja korzystnie zawiera kołki gwintowe i nakrętki jako elementy łączące mocujące płytę ogniotrwałą dookoła rur.

Sekcja rurowa ma postać ściany działowej.

Sekcja rurowa zawiera ścianę skrzydłową.

PL 194 728 B1

Sekcja korzystnie zawiera niecentryczny odcinek kształtowy rury połączony pomiędzy górnym odcinkiem rury i odcinkiem rury o zmniejszonej średnicy.

Sekcja rurowa według wynalazku zaprojektowana dla ściany, ściany skrzydłowej lub ściany działowej zmniejsza erozję rury przylegającej do nieciągłej powłoki ogniotrwałej w kotle z krążącym złożem fluidalnym.

Płyta ogniotrwała lub ukształtowana powłoka ogniotrwała, są zamontowane na odcinku kształtowym i niższy odcinek rury o zredukowanej średnicy pokryty jest powłoką ogniotrwałą. Membrana prętowa pomiędzy przylegającymi rurami jest modyfikowana w kształtowym odcinku rurowym i odcinku rury o zmniejszonej średnicy, co umożliwia montaż płyty ogniotrwałej lub ukształtowanej powłoki ogniotrwałej na rurach. Odbicie lustrzane odcinka kształtowego jest możliwe poniżej odcinka rury o zmniejszonej średnicy w celu przywrócenia rury do stanu pierwotnego lub innej średnicy ściany rury pokrytej powłoką ogniotrwałą.

Płyta ogniotrwała może być montowana na różne sposoby. Jednym z nich jest użycie śrub lub kołków gwintowych i nakrętek, które zapewniłyby pewne zamocowanie płyty. Alternatywnie mogą być użyte zatrzaskowe zaciski, które są przyłączone do części dolnej płyty ogniotrwałej. Zatrzaskowy pasek może być użyty razem z zaciskami zatrzaskowymi. Paski te rozciągają się ku górze pomiędzy przylegającymi kształtowymi odcinkami rurowymi, i zapewniają utrzymanie płyty ogniotrwałej w miejscu, pomiędzy zmodyfikowaną membraną prętową i regularną membraną prętową. Ukształtowana powłoka ogniotrwała jest trzymana w miejscu poprzez wkręty i mocowanie spawane do rur i membrany.

Pierwotna średnica rury powyżej części stożkowej odcinka kształtowego i wewnętrznej powierzchni membrany prętowej, określa obszar spadku ciał stałych wewnątrz krążącego złoża fluidalnego, podczas gdy kształtowy odcinek rurowy ze zmodyfikowaną lub przesuniętą membraną prętową określa przestrzeń na zewnątrz obszaru spadku. Warstwa ochronna płyty ogniotrwałej odpornej na ścieranie lub ukształtowana powłoka ogniotrwała, ciągnie dalej obszar spadku i pokrywa odkryty (narażony) odcinek rury ku dołowi powłoki ogniotrwałej. Górna krawędź płyty ogniotrwałej lub ukształtowana powłoka ogniotrwała jest poza obszarem spadku, po to aby nieciągły obszar nie był po prostu przesunięty do góry.

Płyta ogniotrwała powinna być ukształtowana w sposób nieznacznie różniący się i umieszczona plecami do siebie z obu stron na odcinku zawierającym ściany skrzydłowe lub ściany działowe. W miejscu gdzie membrana prętowa cofa się w obudowie ścian, jest po prostu zastopowana, zostawiając szczelinę wewnątrz pieca dla ścian skrzydłowych lub działowych.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rzut pionowy z boku sekcji ściany rurowej kotła z krążącym złożem fluidalnym zgodnie z pierwszym przykładem wykonania niniejszego wynalazku, fig. 2 - czołowy rzut pionowy sekcji ściany z fig. 1, fig. 3 - przekrój poprzeczny sekcji ściany z fig. 2 wzdłuż linii 3-3, fig. 4 - przekrój poprzeczny sekcji ściany z fig. 2 wzdłuż linii 4-4, fig. 5 - przekrój poprzeczny sekcji ściany z fig. 2 wzdłuż linii 5-5, fig. 6 - rzut pionowy z boku sekcji ściany kotła z krążącym złożem fluidalnym według drugiego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, fig. 7 - czołowy rzut pionowy sekcji ściany z fig. 6, fig. 8 - przekrój poprzeczny sekcji ściany z fig. 7 wzdłuż linii 8-8, fig. 9 - przekrój poprzeczny sekcji ściany z fig. 7 wzdłuż linii 9-9, fig. 10 - przekrój poprzeczny sekcji ściany z fig. 7 wzdłuż linii 10-10, fig. 11 - rzut pionowy z boku sekcji ściany kotła z krążącym złożem fluidalnym zgodnie z trzecim przykładem wykonania wynalazku, fig. 12 - czołowy rzut pionowy sekcji ściany z fig. 11, fig. 13 - przekrój poprzeczny sekcji ściany z fig. 12 wzdłuż linii 13-13, fig. 14 - przekrój poprzeczny sekcji ściany z fig. 12 wzdłuż linii 14-14, fig. 15 - przekrój poprzeczny sekcji ściany z fig. 12 wzdłuż linii 15-15, fig. 16 - rzut pionowy boku ściany skrzydłowej lub ściany działowej kotła z krążącym złożem fluidalnym według czwartego przykładu wykonania tego wynalazku, fig. 17 - czołowy przekrój poprzeczny sekcji z fig. 16 wzdłuż linii 17-17, fig. 18 - przekrój pionowy sekcji z fig. 16 wzdłuż linii 18-18, fig. 19 - rzut pionowy odcinka ściany kotła z krążącym złożem fluidalnym według innego przykładu wykonania wynalazku, fig. 20 - przekrój poprzeczny sekcji ściany z fig. 19, fig. 21 - czołowy rzut pionowy sekcji ściany z fig. 19, i fig. 22 - przekrój poprzeczny sekcji ściany z fig. 21.

Zamieszczone w zgłoszeniu rysunki, posiadają jednakowe oznaczenia dla tych samych elementów lub elementów o podobnej funkcji na poszczególnych figurach rysunku. Elementy mocujące nie są pokazane na rysunku. Na fig. 1 i fig. 2, pokazany jest odcinek 10 ściany rurowej 12 w punkcie nieciągłości powłoki ogniotrwałej w kotle z krążącym złożem fluidalnym. Każda z tych rur 15 w ścianie rurowej jest ukształtowana z górnej części rury 20 mającej średnicę około 7,62 cm (3 cale). Na dolnym

PL 194 728 B1 końcu górnej części rury 20, odcinek kształtowy rury 30 zmniejsza średnicę rury 15 do odcinka rury o zmniejszonej średnicy 40.

Jak pokazano na fig. 3, rury 15 są połączone poprzez membrany prętowe 50, które rozciągają się poziomo pomiędzy przylegającymi rurami 15 w górnych częściach rur 20. Membrany prętowe 50 dzielą rury 15 na dwie połowy, z których jedna jest wewnętrzną powierzchnią czołową ściany w strefie pieca kotła z krążącym złożem fluidalnym (na przykład bok pieca), druga zaś jest na zewnątrz. Wewnątrz kotła z krążącym złożem zawiesinowym, powierzchnie rur 15 wewnątrz pieca w górnej części rur 20 i wewnętrzne powierzchnie membran prętowych 50 w górnych częściach rur 20 określają obszar spadku ciał stałych, wzdłuż którego w złożu fluidalnym opadają ciała stałe. Przedmioty, które wystają w obszarze spadku ciał stałych, będą się stykać z opadającymi ciałami stałymi, podczas gdy odcinki rury 15 nie będą się stykać.

Wracając do fig. 1 i fig. 2, płyta ogniotrwała 60 jest umieszczona na części odcinka kształtowego rury 30 i na części odcinka rury o zmniejszonej średnicy 40. Płyta ogniotrwała 60 jest więc umieszczona w ten sposób, że górna krawędź płyty ogniotrwałej 60 jest na zewnątrz obszaru spadku ciał stałych. Płyta ogniotrwała 60 jest dostosowana do kształtu rur 15 i odpowiednio na powierzchniach narażonych po wewnętrznej stronie rur 15. Alternatywnie, obecny wynalazek przewiduje takie specjalne ukształtowanie profilu pokazanego dla płyty ogniotrwałej 60, który może też być zastosowany.

Płyta ogniotrwała 60 zawierająca łukowaty odcinek 62, który otacza częściowo rurę 15, zawiera także część końcową płyty 64, która może być użyta do zamocowania tej płyty ogniotrwałej 60 do pasowanej membrany prętowej 55. Korzystnie jest, gdy koniec łukowatego odcinka 62 ma ukośne ścięcie 66, które styka się z komplementarnym ukośnym ścięciem 68 w części końcowej płyty 64. Te komplementarne ukośne ścięcia obu końców pomagają ściśnięciu lub przytwierdzeniu łukowatego odcinka 62 każdej płyty ogniotrwałej 60 do łukowatej ściany rury 15.

Pasowane membrany prętowe 55 (fig. 4) mające zagięty odcinek 57 są połączone z rurami 15 na odcinku kształtowym 30 i odcinku o zmniejszonej średnicy 40. Kształt pasowanej membrany prętowej 55 jest zaprojektowany tak, aby pozwalał płycie ogniotrwałej 60 dopasować się do rur 15 na odcinku kształtowym rury 30 i na odcinku o zmniejszonej średnicy 40, bez wystawania poza obszar spadku ciał stałych, pozwalając jednocześnie na to, by materiał ogniotrwały 80 pokrywał pasowaną membranę prętową 55.

Membrany prętowe 50 są połączone z odcinkami o zmniejszonej średnicy 40 poniżej płyty ogniotrwałej 60. Lustrzane odbicie odcinka kształtowego rury 30 w niższej elewacji (nie pokazanej) może być zastosowane do powiększenia średnicy rury 15 w celu powrotu do średnicy górnej części rury 20 (albo do innej średnicy, która może być większa bądź mniejsza od górnej części rury 20) poniżej płyty ogniotrwałej 60.

Materiał ogniotrwały 80 pokrywa rury 15 poniżej płyty ogniotrwałej 60. Powierzchnia materiału ogniotrwałego 80 i powierzchnia płyty ogniotrwałej 60 tworzą ciągłą powierzchnię w celu uniknięcia nieciągłości, która zazwyczaj występuje na końcach pokrycia materiałem ogniotrwałym.

W przykładzie pokazanym na fig. 1-5, płyta ogniotrwała 60 jest zamocowana przy użyciu połączeń 100 z kołków gwintowych lub śrub i nakrętek (nie pokazanych na rysunku) w celu zamontowania płyty ogniotrwałej 60 do rur 15 i pasowanej membrany prętowej 55. Płyta ogniotrwała 60 posiada odpowiednią szczelinę 102 w części końcowej płyty 64, przez którą mogą przejść połączenia 100 z kołków gwintowych lub śrub i nakrętek. Znane metody montażu płyt i materiałów przy użyciu spawanych kołków w kotłach i piecach, mogą być zastosowane także i w tym przykładzie.

Figury 19-21 przedstawiają inny przykład wykonania niniejszego wynalazku, gdzie tak jak poprzednio, znajduje się odcinek kształtowy rury 30, który zwęża średnicę rury 15 do odcinka o zmniejszonej średnicy 40. W tym przykładzie, rury 15 powyżej odcinka kształtowego rury 30 są niecentrycznie (rzadziej współśrodkowo) ukształtowane poniżej zmniejszonej średnicy (na przykład 4,445 cm (1-3/4) jeśli rury 15 mają zewnętrzną średnicę powyżej 7,62 cm (3)). Niecentryczny odcinek kształtowy rury 30 faktycznie tworzy ciągłą powierzchnię czołową lub wypukłą o zmniejszonej średnicy rur, na zewnątrz i poza obszar spadku opadających ciał stałych. Niecentryczny odcinek kształtowy rury 30 efektywnie stopniuje membranę prętową 50 z dala od obszaru spadku opadających ciał stałych, za pomocą różnicy w połowie średnic niekształtowej rury (powyżej) i zmniejszonej średnicy rury (poniżej) (na przykład stopniowane co 7,62/2-4,445/2=1,587 cm (3/2)-(1.75/2)=0.625) dla przykładu wielkości rur opisanych powyżej. Oczywiście mogą być zastosowane inne wymiary rur. Membrana prętowa 50 jest odsunięta w strefie kształtowej od bocznej ściany pieca. Tak jak pokazano, gazoszczelna ściana 83 wypełniona materiałem ogniotrwałym 80 jest utworzona z płyty 58 i szczelnych płyt 45. Alternatywnie, zapa6

PL 194 728 B1 sowa pasowana membrana prętowa 55 może być użyta tak jak wspomniano powyżej, dospawana do rur 15 i do tylnej części membrany prętowej 50 przylegającej do obu zakończeń wyższego i niższego membrany prętowej 50 pomiędzy każdą parą rur 15. Wysokowytrzymałościowe płyty ogniotrwałe 60 odporne na ścieranie są ponownie zainstalowane wokół części frontowej każdej z rur 40, pokrywając je na takiej samej wysokości około 15,24 do 25,4 cm (6 do 10 cali), zaczynając od miejsca gdzie odcinek kształtowy rury 30 przechodzi w poniższy odcinek rury o zmniejszonej średnicy 40. Płyty 60 mogą być przytwierdzone różnymi sposobami łącznie z połączeniami z kołków 100 spawanymi do rur 15 lub membrany 50. Alternatywnie, ukształtowana powłoka ogniotrwała może być zastosowana do części czołowej rur. Podobnie, powłoka napylana 70 metaliczna lub niemetaliczna odporna na ścieranie, może być zastosowana na rurach w paśmie rozciągającym się w przybliżeniu od spodu płyty 60 do spodu niecentrycznego odcinka kształtowego 30, zazwyczaj o grubości (15,24-20,32)10^-3 cm (6-8 milicala) (w zależności od materiału powlekającego) ze zmniejszeniem grubości w górze pasma. Po nałożeniu napylanej powłoki, materiał ogniotrwały 80 i płyta 60 są zainstalowane tak, by nakładały się na siebie poniżej krawędzi powłoki materiału ogniotrwałego 80 i płyty 60. Pod spodem płyty 60, rury 40 mogą lub nie być kształtowane ponownie do 7,62 cm (3) zewnętrznej średnicy (lub innej średnicy), i taki ponownie kształtowany lub dolny odcinek kształtowy rury 30, mógłby być każdy współśrodkowym lub niecentrycznym rodzajem kształtowania.

Na figurach 6-10 zilustrowano alternatywne zamocowanie i montaż płyty ogniotrwałej 60. W tym przykładzie wykonania, płyta ogniotrwała 60 jest podtrzymywana poprzez wydłużony występ 65, który ciągnie się pionowo od górnej krawędzi płyty ogniotrwałej 60 pomiędzy rurami 15. Górny koniec występu 65 jest utrzymywany w zamocowaniu pomiędzy rurami 15, pasowaną membraną prętową 55 i membraną prętową 50, i ciągnie się ku dołowi do płyty szczelnej 45. Występ 65 jest skutecznie trzymany w przestrzeni utworzonej pomiędzy membranami prętowymi 50, 55 i rurami 15. Zacisk blokujący 90 jest usytuowany poniżej dolnej krawędzi płyty ogniotrwałej 60 i zamocowany do niższych membran prętowych 50 przy użyciu znanych sposobów, takich jak spawanie w tego typu połączeniach. Zacisk 90 utrzymuje płytę ogniotrwałą 60 w miejscu i zapobiega jej przemieszczeniu.

Na figurach 11-15 zilustrowano inne alternatywne zamocowanie i montaż płyty ogniotrwałej 60. W tym przykładzie wykonania płyta ogniotrwała 60 jest podtrzymywana poprzez blokadę dookoła rur 15 i zacisk utrzymujący 90. Płyta ogniotrwała może być zainstalowana poprzez wstawienie górnego, mniejszego końca płyty ogniotrwałej 60 do góry w celu połączenia/zamknięcia płyty ogniotrwałej 60 pod większą średnicą odcinka kształtowego 30 rury 15, i następnie zabezpieczając dolny koniec płyty ogniotrwałej 60 za pomocą zacisku utrzymującego 90.

Jak wspomniano wcześniej, wynalazek nie ogranicza się tylko do ochrony ścian (obudowy) krążącego złoża fluidalnego i może być z łatwością dostosowany do ochrony podobnych nieciągłych powłok ogniotrwałych w ścianach skrzydłowych lub ścianach działowych stosowanych w tego typu kotłach z krążącym złożem fluidalnym. Te przypadki są zilustrowane na fig.16-18. Przedstawiono na nich sekcję ściany skrzydłowej albo działowej, ogólnie oznaczoną liczbą 200, zawierającą tak jak poprzednio rury 15. Podczas gdy fig. 16-18 przedstawiają pięć rur 15 o 7,62 cm (3 cale) średnicy zewnętrznej, na przykład 10,16 cm (4 cale) otworu centralnego, można zastosować więcej lub mniej rur 15 o większej lub mniejszej średnicy zewnętrznej i różnych otworach centralnych. Tak jak poprzednio, każda z rur 15 w przekroju składa się z górnych odcinków rur 20 mających na dolnych końcach odcinek kształtowy rury 30, który zwęża zewnętrzną średnicę rury 15 do odcinka o zmniejszonej średnicy 40, który może mieć jak poprzednio średnicę 4,445 cm (1,75 cala). Rury 15 mogą znowu być zaopatrzone w membrany prętowe 50. Niemniej jednak, w tej sytuacji, sekcja 200 ściany skrzydłowej lub działowej, jest całkowicie odsłonięta na działanie środowiska pieca, zamiast tylko być poddaną na gorące gazy spalinowe i krążące z jednej strony ciała stałe. W tym wynalazku płyty ogniotrwałe 160 mogą być ukształtowane trochę odmiennie i przyłożone do siebie plecami po obu stronach w sekcji 200 zawierającej ścianę skrzydłową lub działową. W miejscu gdzie membrana prętowa cofa się w obudowie ściany, jest tam po prostu przerwana, zostawiając lukę dla ściany skrzydłowej albo działowej sekcji 200 wewnątrz pieca. Płyta ogniotrwała 160 jest zamocowana w miejscu za pomocą połączeń 100 z kołka gwintowego lub śruby i nakrętki w celu przytwierdzenia płyty ogniotrwałej 160 do rur 15. W płycie ogniotrwałej 160 jest przewidziana odpowiednia szczelina 102, przez którą może przejść kołek gwintowy lub śruba i nakrętka 100. W przypadku ścian działowych lub skrzydłowych, w wyniku tego, że cała sekcja 200 jest umiejscowiona wewnątrz pieca, jest dokładniej określone szczegółowe umieszczenie płyty ogniotrwałej 160 lub ukształtowanej powłoki ogniotrwałej, jako że nie mają wyższej krawędzi nie wychodzącej poza obszar spadku ciał stałych określony przez górną część rury 20.

PL 194 728 B1

We wszystkich poprzednich przykładach wykonania, w celu dodatkowego zabezpieczenia rur 15 na odcinku kształtowym rury 30, powłoka napylana metaliczna lub niemetaliczna odporna na ścieranie, może być zastosowana w celu utworzenia powłoki 70 o grubości około (15,24-20,32)10^-3 cm (6-8 milicali), na narażonych częściach rury 15 na odcinku kształtowym 30 i pod odcinkiem z płytą ogniotrwałą 60. Powłoka 70 powinna rozciągać się na odległości S zgodnie z wymaganiami dotyczącymi wymiarów montażowych. Znane są ze stanu techniki różne rodzaje pokryć zabezpieczających metalicznych i niemetalicznych. W przypadku sekcji 200 ścian działowych i skrzydłowych, takie powłoki 70 powinny obejmować cały obwód rury 15 w wyznaczonym miejscu.

W jednym z zastosowań wynalazku, rury 15 mają średnicę przestrzeni rurowej 7,62 cm (3 cale) z odstępem 10,16 cm (4 cale) pomiędzy środkami każdej z przyległych par rur 15. Odcinek kształtowy rury 30 zmniejsza średnicę rury do 4,445 cm (1,75 cala), tak więc odcinek o zmniejszonej średnicy rury 40 ma średnicę 4,445 cm (1,75 cala). Korzystnie, gdy płyta ogniotrwała 60 jest zaprojektowana i usytuowana tak, aby pokryć około 8,89 cm (3-1/2 cala) odcinka kształtowego rury 30 powyżej elewacji, gdzie średnica wynosi 4,445 cm (1,75 cala). Górny odcinek płyty ogniotrwałej 60 zwęża się w kierunku górnej krawędzi tak, że górna krawędź płyty ogniotrwałej jest korzystnie około 1,586 cm (5/8 cala) poza obszarem spadku ciał stałych określonym przez zewnętrzną powierzchnię górnej części rury 20. Górna krawędź płyty ogniotrwałej 60 korzystnie kończy się 1,27 cm (1/2 cala) lub więcej poniżej najniższego narażonego odcinka rury 15 nie pokrytego powłoką. Oczywiście, wielkość i położenie płyt ogniotrwałych 60 może być różnie dobierana w zależności od rozmiarów rur i przestrzeni.

Stosowane materiały na płytę ogniotrwałą 60 zawierają powszechnie używany materiał ogniotrwały, karborund (węglik krzemu), niskonawęglony materiał ogniotrwały i inne oraz materiały odporne na ścieranie, które mogą wytrzymać wysoką temperaturę panującą wewnątrz krążącego złoża fluidalnego.

Niniejszy wynalazek zmniejsza potencjalną możliwość wystąpienia silnej erozji na łączeniach miedzy powłoką ogniotrwałą a ścianą rurową lub panelem bez potrzeby używania łączników rurowych. W rezultacie nie dochodzi więc do przerwania zewnętrznej izolacji lub otuliny/osłony i umożliwia, aby ładunki były przenoszone przez środkową linię powierzchni ściany rurowej lub panelu bez wysuwania ich (wyjmowania), co znacznie upraszcza konstrukcję tego typu struktur.

Podczas gdy specjalny przykład wykonania wynalazku został pokazany i opisany szczegółowo dla zilustrowania zastosowania zasad wynalazku, należy rozumieć, że wynalazek może zostać zrealizowany w inny sposób bez wykraczania poza te zasady. Na przykład, wynalazek można zastosować w dowolnym punkcie nieciągłości warstwy ogniotrwałej w nowych kotłach z krążącym złożem fluidalnym lub w celu naprawienia bądź modyfikacji istniejących już nieciągłości w powłoce ogniotrwałej w kotłach z krążącym złożem fluidalnym. Jak opisano powyżej, obecny wynalazek może zostać zastosowany nie tylko do ścian obudowy pieca takich kotłów z krążącym złożem fluidalnym, ale również do powierzchni ścian działowych lub ścian skrzydłowych, w których występują nieciągłości w powłoce ogniotrwałej w kotłach z krążącym złożem fluidalnym.

Claims (22)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Ściana rurowa w kotle z krążącym złożem fluidalnym mająca pokrycie z ogniotrwałego materiału ochronnego, która to ściana rurowa (10) zawiera rury (15) rozmieszczonych równolegle względem siebie tworząc tą ścianę, gdzie przynajmniej jedna strona ściany z rur (15) stanowi ścianę wewnętrzną, znamienna tym, że każda z rur (15) zawiera górny odcinek (20) mający pierwszą średnicę, boczną stronę górnego odcinka (20) tworzącą wewnętrzną ścianę określającą obszar spadku ciał stałych, oraz zawiera odcinek o zmniejszonej średnicy (40) mający drugą średnicę, która jest mniejsza od pierwszej średnicy, odcinek kształtowy (30) umieszczony pomiędzy i łączący górny odcinek (20) rury i odcinek rury o zmniejszonej średnicy (40), oraz zawiera membrany prętowe (50) łączące górne odcinki (20) rur (15) i zawiera elementy ogniotrwałe (60) montowane na rurach (15) i pokrywające przynajmniej część odcinka kształtowego (30) i odcinka o zmniejszonej średnicy (40) każdej rury (15), górną krawędź elementów ogniotrwałych (60) będących poza obszarem spadku ciał stałych.
2. 2. Ścćana według zasttz. 1, tym, że elementy ojgnic^otrw^ł^ zawierają ukształtowaną powłokę ogniotrwałą (80) umieszczoną na rurach (15) i pokrywającą co najmniej część odcinka kształtowego (30) rury i odcinek o zmniejszonej średnicy (40) rury każdej rury (15), górną krawędź ukształtowanej powłoki ogniotrwałej (80) będącą poza obszarem spadku ciał stałych.

   PL 194 728 B1
3. 3. Ściana według zastrz. 1, znamienna tym, że elementy ogniotrwałe zawierają płytę ogniotrwałą (60) zamontowaną na rurach (15) i przykrywającą co najmniej część odcinka kształtowego (30) rury i odcinek o zmniejszonej średnicy (40) rury każdej rury (15), górną krawędź płyty ogniotrwałej (60) będącą poza obszarem spadku ciał stałych.
4. 4. Ścianawedługzastrz. 3, znamienna tym, że elementy ognio-cwałe zawierałąukkztałtowaną powłokę ogniotrwałą (80) dodatkowo z płytą ogniotrwałą (60).
5. 5. Ścćana według zas^z. 3, znamiennatym, że zawiera powłokęoOpomąna ścceranie (70) na odsłoniętych narażonych częściach rury (15) na odcinku kształtowym (30) rury i poniżej płyty ogniotrwałej (60).
6. 6. Ścćana według zastez. 3, znamienna tym, że zawiera elementy mocujące do ppzymocowania płyty ogniotrwałej (60) do rur (15).
7. 7. Ściana według zastrz. 6, znamienna tym, że elementy mocujące zawierają pasowaną membranę (55) do połączenia rur (15) ze sobą w odcinku kształtowym (30) rury i w odcinkach o zmniejszonej średnicy (40) i kołki gwintowe i nakrętki jako elementy łączące (100) mocujące płytę ogniotrwałą (60) do elementów w postaci pasowanej membrany (55).
8. 8. Ściana według zastrz. 6, znamienna tym, że elementy mocujące zawierają pasowaną membranę (55) i łączą sąsiednie rury (15) w odcinkach kształtowych (30) i odcinkach o zmniejszonej średnicy (40), i wydłużony występ rozciągający się pionowo od górnej krawędzi płyty ogniotrwałej (60) pomiędzy przylegającymi rurami (15) przynajmniej częściowo między membraną prętową (50) i pasowaną membraną (55).
9. 9. Ścćana wedługzassrz. 6, znamienna tym, że θΙ^—moczące ssai-nowią ppzynajmn iej jeden zacisk blokujący (90) łączący dolną część płyty ogniotrwałej (60) do niższej ściany membrany łączącej każdą z rur (15) poniżej płyty ogniotrwałej (60).
10. 10. Ścćana według 4, znamienna tym. że elementy ognio-rwałe (80) (worzą nię ciągłą z płytą ogniotrwałą (60), przynajmniej na części powierzchni ciągłej leżącej w obszarze spadku ciał stałych.
11. 11. Ścćana w^-^łłκgz^^tr^^. 3, znamienna tym. że ppyya ognio-ιrwała(60) posiada odcćnek korpusu i górną część, która zwęża się od korpusu w kierunku górnej krawędzi tej płyty ogniotrwałej.
12. 12. Ścianawedługzastrz. (, znamiennatym, że zawie rająca ponadto wi^l·^ pasowanych membran prętowych (55) połączonych między kształtowymi odcinkami (30) rur i odcinkami rur o zmniejszonej średnicy (40), i wiele górnych i dolnych szczelnych płyt (45) połączonych z odpowiednimi górnymi i dolnymi krawędziami każdej pasowanej membrany prętowej (55).
13. 13. Śccanawedług (, znamiennatym, że zawiera niecentιrycznyodcinekkształtowy (30) rury połączony pomiędzy górnym odcinkiem (20) rury i odcinkiem rury o zmniejszonej średnicy (40).
14. 14. Sekcja rurowa w kotte z złożem fluidalnym mająca pokr^cce z ognio-rwałego materiału ochronnego, która to sekcja rurowa (200) zawiera rury (15) rozmieszczone równolegle względem siebie, znamienna tym, że każda z rur (15) zawiera górny odcinek (20) rury mający pierwszą średnicę, boczną stronę górnego odcinka (20) określającą obszar spadku ciał stałych, oraz zawiera odcinek o zmniejszonej średnicy (40) rury mający drugą średnicę, która jest mniejsza od pierwszej średnicy, odcinek kształtowy (30) rury umieszczony pomiędzy i łączący górny odcinek (20) rury i odcinek rury o zmniejszonej średnicy (40), oraz zawiera membrany prętowe (50) łączące górne odcinki (20) rur (15), i zawiera elementy ogniotrwałe (160) montowane na rurach (15) i pokrywające przynajmniej część odcinka kształtowego (30) rury i odcinka o zmniejszonej średnicy (40) rury (15), górną krawędź elementów ogniotrwałych (160) nierozciągającą się poza obszar spadku ciał stałych.
15. 15. Sekeca wedłł.ιgzastrz. 14, znamienna tym, że 6Ι6γπ6γ^ ognio-rwałezawierają ukształtowaną powłokę ogniotrwałą (80) umieszczoną na rurach (15) i pokrywającą co najmniej część odcinka kształtowego (30) rury i odcinek o zmniejszonej średnicy (40) każdej rury (15), górną krawędź ukształtowanej powłoki ogniotrwałej (80) nierozciągającą się poza obszar spadku ciał stałych.
16. 16. Sekeca według zaste. (^, znamienna tym, że elementy ognio-rwałe zawierają ppyę ognio-rwałą (160) zamontowaną na rurach (15) i przykrywającą co najmniej część odcinka kształtowego (30) i odcinek o zmniejszonej średnicy (40) każdej rury (15), górną krawędź płyty ogniotrwałej (160) nierozciągającą się poza obszar spadku ciał stałych.
17. 17. Sekeca wedłł.ιgzastrz. 16, znamienna tym, że 6Ι6γπ6γ^ ognio-rwałezawierają ukszłałtowaną powłokę ogniotrwałą dodatkowo z płytą ogniotrwałą (160).

    PL 194 728 B1
18. 18. Sekcjawedług zastrz. 14,z namiennatym, że zawiera powłokęodporną na ścieranie (70) na odsłoniętych asrsekaych caęCcisch rury (15) as wPciaCg Csatsłtwwym (30) rury i owaierj płyty wgaiwtrwsłkj (160).
19. 19. Sekcjawedług z astrz.1 4,z namiennatym, ż e poknnłozawierakcłki gwintowei nnnrętkijat Cw kldmraty łącaąck (100) mwcująck płytę wgaiwtrwsłą (160) PddCwłs rur (15).
20. 20. SkCcjs wkPług asstra. 14, namminnam tym, ek skCcjs rurwws ms pwstsć Ccisay Paisłwwkj.
21. 21. SkCcjs wkPług asstra. 14, namminaam tym, ek skCcjs rurwws aswikrs Ccisaę sCrayPłwwą.
22. 22. SekCja wek^u gantι'2.1 1, znamiienaa tym, żekawieras iekcdtryyzan ydpinnd CCztałtoww (330 rury owłącaway pwmięPay górnym wPciaCikm (20) rury i wPciaCikm rury w amaikjsawakj CrkPaicy (40).